Micro-Estudio de la Actividad Solar-Ionosférica

Análisis Estadístico de la Sismicidad Planetaria y la Actividad Solar

 

En la senda del estudio solar-sísmico, el análisis estadístico parece ser una herramienta bastante poderosa para generar argumentos técnico-científicos que avalen esta hipótesis, aun rechazada por algunas instituciones oficiales. Y es que siendo el sol el principal astro de nuestro conjunto planetario es inverosimil seguir avalando la idea de que el planeta Tierra es un cuerpo aislado de los efectos provocados por el sol. Ya en el siglo XVII Isaac Newton establecía las influencias másicas de la interacción entre los cuerpos, argumentando que hasta la estrella más lejana del universo afecta la mecánica celeste del vecindario cósmico del que somos parte. Porqué entonces omitir la interacción de las influencias solares y los componentes terrestres?. En el siguiente artículo vamos a desentrañar algunos aspectos que respaldan la teoría solar-sísmica, desarrollando un interesante estudio estadístico que podría, eventualmente, ser extrapolado, permitiendo la generación de un modelo de predicción a largo plazo.

Efectos Solares – Cósmicos como Causales Sísmicos

De acuerdo a los estudios de  G.Y. Vasilyeva (1995), la actividad sísmica superficial (<10 km) parece aumentar en ciclos de mínima intensidad (valle) mientras que los sismos cuyo hipocentro es de profundidad superior (>35 km) lo hacen en periodos de máxima actividad solar (peak). La explicación a ésto se debería a que durante los peaks de actividad solar, una mayor cantidad de partículas cósmicas penetraría las capas que conforman la Tierra, induciendo un aumento de la temperatura promedio, y aumentando la energía potencial, la cual es liberada, de acuerdo a los estudios viscoelásticos, por su transformación en energía cinética (movimiento). Otra explicación, ofrecida por A.D. Sitinsky (1978), infiere que la actividad solar podría producir desequilibrios másicos en la estructura global de la atmósfera, afectando el centro de masa Tierra-Atmósfera, que sería equilibrado por una re-distribución de oceanos o placas tectónicas, generando eventos sísmicos (Astro-MPSOSI 2009).

El Número de Wolf y su Relación con la Actividad Sísmica Terrestre

En 1848, Wolf estableció un valor que permitía cuantificar por modelación matemática la actividad solar. Esto echaba por tierra los antiguos métodos, basados nétamente en la observación. La ecuación que rige el Número de Wolf es:

Modelo del Número de Wolf (Sunspot Number)

 Donde k es una constante de observación (k=1 para un observador), g es es el número de grupos de manchas y s es el número de manchas. Actualmente, el Número de Wolf es considerado en el sistema internacional de medidas como es ISN (International Sunspot Number). Los siguientes gráficos son una compilación del Número de Wolf contra el número de sismos diarios para el periodo Enero-Marzo 2010:

Número de Wolf - Sismicidad Enero 2010

Número de Wolf - Sismicidad Febrero 2010

Número de Wolf - Sismicidad Marzo 2010

Si bien la muestra es insignificante respecto al total del ciclo (4015 días), este estudio nos permite obervar un “zoom” del número de manchas y su efecto en la sismicidad planetaria. Los gráficos muestran una correlación importante entre el número de Wolf y el número de sismos diarios. Desafortunadamente el evento de Chile (27-02-2010) generó una importante variación en la cuenta de eventos sísmicos, que genera alteraciones en la correlación. El resto de la gráfica nos indica que existe una estrecha relación entre la sismicidad y aquellas anomalías provenientes del sol de corto plazo, denominadas anomalías solares inmediatas .

Anomalías Solares Inmediatas

El resultado de los gráficos nos hace inferir de que gran parte de los movimientos podrían deberse a anomalías inmediatas provenientes del sol, tales como explosiones de radiación, rayos-X o partículas energéticas. También podrían considerarse aquellas CMEs o agujeros coronales cuya velocidad de transporte sea superior a la media, de manera que el retardo es el mínimo.

Efecto Compton

Como se mencionó en el hilo “Impresiones de la Tormenta Solar del 3 de Mayo” (https://clubdeastronomia.wordpress.com/2010/05/04/impresiones-de-la-tormenta-solar-del-3-de-mayo/)  y de acuerdo a la teoría de Kushwah (2008), un aumento de las emisiones de baja frecuencia proveniente de la magnetosfera son observados previos a eventos sísmicos. Una explicación a este fenómeno podría ser el famoso Efecto Compton (1923). En grandes rasgos, el modelo elemental predice que si una emisión de rayos-X incide sobre partículas cargadas, éstas obtendrán una variación de su frecuencia original lambda y la generación de un electrón libre. Si la velocidad es constante, la longitud de onda sufrirá cambios, por la relación f=v*λ. Entonces es posible obtener un valor entre lambda inicial y final que gobierna las emisiones de frecuencia Compton, que sería las detectadas por Kushwah y los interferómetros de HAARP. El modelo en cuestión es:

Longitud de onda de las emisiones Compton

Donde h/mec = 0.0243 Armstrongs. Esto implicaría que las variaciones de la longitud de onda (y por tanto de la frecuencia) de las partículas atmosféricas dependería exclusivamente del ángulo de incidencia. Si la incidencia es cercana a 90°, la frecuencia será baja, como es el caso de la mayoría de las emisiones recibidas por el sol, recordando que la eclíptica de la Tierra es un poco mayor a 23 grados.

 

Creación de Pares

Pero que hay con las variaciones del total electron content (TEC) y la foF2 en eventos sísmicos? Los aumentos repentinos del TEC parecen tener una respuesta por el efecto de la creación de pares propuesta por Anderson (1932). Este modelo predice que la interacción de un fotón u otra partícula energética con un núcleo pesado generará, como subproductos, un electrón y un positrón, con niveles cinéticos de aproximadamente 0.5 keV. Luego, la emisión de partículas energéticas en una explosión solar podrían eventualmente ser los causantes de los repentinos aumentos del TEC global registrados durante periodos de actividad sísmica. Como se ha explicado anteriormente, el aumento del TEC genera las variaciones de la frecuencia foF2, indicando que existena alteraciones de la composición en la columna de aire, favoreciendo las condiciones de actividad sísmica.

 

Un Modelo de predicción Sísmica de Largo Plazo?

 

Pues bien, en base a lo expuesto anteriormente, es interesante pensar que conociendo datos presentes, y un comportamiento constante la extrapolación de datos supondría la predicción de una fenomenología. Esto es efectivo, en la medida que los datos puedan ser revisados. Los modelos predictivos realizados por el National Center of Atmosphere Researches (NCAR) infieren que el peak del ciclo actual (#24) será intenso y largo. Sin embargo, el trend de David Hathaway solarcycle 24, muestra una disminución de la intensidad solar para el peak, a mediados del 2013:

 

Predicción del Ciclo solar de D. Hathaway

Pero hablar de un ciclo supone la integración de una gran tasa de error, debido a la poca precisión de la manipulación de datos. Al parecer, la micro-observación de segmentos del ciclo expone de manera más confiable y categórica la relación ISN-sismos, lo que proporciona una fuente fidedigna de información, y una base sólida para la realización de pronósticos al corto plazo.

 

 Club de Astronomía 2010